KR20240008672A - 패턴이 구비된 점착부를 포함하는 전극용 테이프 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 패턴을 이루며 구비된 점착층을 포함하는 전극용 테이프 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.

Description

패턴이 구비된 점착부를 포함하는 전극용 테이프{TAPE FOR ELECTRODE COMPRISING AN ADHESIVE PART PROVIDED WITH A PATTERN}
본 발명은 패턴이 구비된 점착부를 포함하는 전극용 테이프에 관한 것이다.
근래에 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 그 구동 전원으로 사용되는 이차전지에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다.
이러한 이차전지에는 예를 들어 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있다. 이들 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 작동 전압이 높고 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 장점 때문에 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
일반적으로, 리튬 이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 구성된 전극 조립체가 적층 또는 권취된 구조로 금속 캔 또는 라미네이트 시트의 케이스에 내장되고, 그 내부에 전해액이 주입 또는 함침됨으로써 구성된다.
이차전지를 구성하는 양극/분리막/음극 구조의 전극 조립체는 그것의 구조에 따라 크게 젤리-롤형(권취형)과 스택형(적층형)으로 구분된다. 젤리-롤형은 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막를 개재하여 권취한 구조이며, 스택형은 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 구조이다. 그 중, 젤리-롤형 전극 조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높고 구조적으로 안정하다는 장점을 가지고 있다.
젤리-롤형 전극 조립체는 양극, 음극, 분리막으로 구성되고, 양극과 음극은 금속 포일에 전극 활물질이 코팅되어 형성된다. 설계에 따라 전극 활물질이 코팅된 코팅부와 포일이 드러난 무지부가 존재하고, 상기 양극 또는 음극 상에 전극용 테이프가 적용될 수 있다.
이때, 전극용 테이프의 점착층과 피착물인 금속 박막은 상호 작용이 강하여 부착 시 기포가 발생하기 쉽다. 또한, 강한 상호작용으로 발생된 기포가 빠져나가기에 불리하고, 발생한 기포로 젤리-롤형 전극 조립체의 외경이 커져 캔 삽입 불량이 발생하며, 이차전지의 구조적 안정성을 방해하는 문제점이 있다.
따라서, 이차전지의 구조적 안정성을 도모하기 위한 방법이 요구되고 있는 실정이다.
한국 공개특허공보 제10-2016-0090163호
본 명세서에서는 패턴이 구비된 점착부를 포함하는 전극용 테이프 및 이를 포함하는 이차전지를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 기재 필름; 및 상기 기재 필름의 일면에 구비된 점착부를 포함하는 전극용 테이프로서, 상기 점착부는 점착층 및 음각 영역을 포함하고, 상기 음각 영역이 패턴을 이루며 구비되고, 상기 패턴은 상기 점착부 전면에 구비된 것인 전극용 테이프를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 구비된 분리막을 갖는 전극 조립체를 포함하고, 상기 전극용 테이프를 포함하는 이차전지를 제공한다.
본 발명은 전극용 테이프의 점착층을 패턴 형태로 코팅함으로써 내부에서 발생한 기포가 빠져나갈 수 있는 길을 형성하여 기포의 발생을 저하시키는 효과가 있다. 또한, 롤러를 도입하지 않고도 기포를 용이하게 제거할 수 있으므로, 추가의 공정 없이 기존 공정에 그대로 활용할 수 있는 장점이 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 전극용 테이프의 단면을 도시한 것이다.
도 3은 실시예 1 및 비교예 1에 따른 실험 결과에 관한 것이다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시상태를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 실시상태는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시상태들에 한정되지는 않는다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시상태에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
본 발명의 일 실시상태는 기재 필름; 및 상기 기재 필름의 일면에 구비된 점착부를 포함하는 전극용 테이프로서, 상기 점착부는 점착층 및 음각 영역을 포함하고, 상기 음각 영역이 패턴을 이루며 구비되고, 상기 패턴은 상기 점착부 전면에 구비된 것인 전극용 테이프를 제공한다.
일반적으로, 젤리-롤형 전극 조립체는 양극, 음극 및 분리막을 포함하고, 양극과 음극은 금속 포일에 전극 활물질이 코팅되어 형성된다. 설계에 따라 전극 활물질이 코팅된 코팅부와 전극 활물질이 코팅되지 않아 금속 포일이 드러난 무지부가 존재하고, 무지부 위에 전극용 테이프가 적용될 수 있다.
이때, 전극용 테이프의 점착층과 피착물인 금속 포일은 상호 작용이 강하여 부착 시 기포가 발생하기 쉽다. 또한, 점착층과 금속 포일의 강한 상호작용으로 인하여 기포가 빠져나가기에 불리하고, 발생한 기포로 인하여 전극 조립체의 외경이 커져 캔 삽입 시 불량이 발생하며, 이차전지의 구조적 안정성을 방해하는 문제점이 있다.
따라서, 기존 사용되는 전극용 테이프를 사용하면서도 기포 발생을 최소화하기 위해서는 테이프 부착 공정에서 롤러의 도입이 불가피하며, 이와 같은 공정의 추가는 설비 개조에 따른 비용 발생 및 제조 시간 상승과 같은 문제를 동반할 수 있다.
반면, 본 발명은 전극용 테이프의 점착층을 패턴 형태로 코팅함으로써 내부에서 발생한 기포가 빠져나갈 수 있는 길을 형성하여 기포의 발생을 저하시키는 것이 특징이다. 또한, 롤러를 도입하지 않고도 기포를 용이하게 제거할 수 있으므로, 추가의 공정 없이 기존 공정에 그대로 활용할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 전극용 테이프는 기재 필름; 및 상기 기재 필름의 일면에 구비된 점착부를 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 기재 필름은 아크릴 필름, 폴리올레핀 필름, 폴리아미드 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리우레탄 필름, 셀룰로오스 아세테이트 필름 및 폴리에스테르 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 필름을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 기재 필름으로서, 폴리에스테르 필름을 사용하는 경우에는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나트탈레이트 필름 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 필름을 사용할 수 있으며, 상기 기재 필름으로서, 셀룰로오스계 기재층(12)을 사용하는 경우에는, 예를 들면, 셀룰로오스 아세테이트 수지 또는 셀룰로오스 알킬레이트 수지를 포함하는 기재 필름으로서, 상기 수지를 포함하는 혼합물을 압출 또는 캐스팅 공정에 적용하여 제조된 기재 필름을 사용할 수 있다. 상기에서 셀룰로오스 알킬레이트로는, 예를 들면, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 또는 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butylate) 등을 사용할 수 있다.
상기 기재 필름을 제조하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 상기 수지를 포함하는 원료를 압출하거나 캐스팅하는 방식과 같은 통상의 필름 또는 시트 성형 방식을 사용할 수 있다. 이때, 필요에 따라 수지를 포함하는 원료에 공지의 첨가제를 포함하여 사용할 수 있다.
상기와 같은 기재 필름의 두께는, 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 10 ㎛ 내지 200 ㎛, 10 ㎛ 내지 100 ㎛, 10 ㎛ 내지 50 ㎛, 15 ㎛ 내지 30 ㎛ 또는 15 내지 20 ㎛ 정도일 수 있다.
상기 기재 필름에는 구멍 또는 패턴이 형성되지 않는다. 테이프는 롤 형태로, 롤투롤(roll to roll) 공정을 통하여 제작되거나, 롤투롤 공정을 통하여 전지에 부착되므로, 이 과정에서 테이프에 당겨지는 힘이 가해지게 된다. 따라서, 상기 기재 필름에 구멍 또는 패턴이 형성되는 경우, 필름의 파단, 연신, 패턴/구멍이 늘어남 등의 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 상기와 같이 기재 필름이 구멍 또는 패턴을 포함하지 않고, 점착층만 패턴을 포함함으로써 전극용 테이프의 물리적 강도가 높아지고, 안정한 품질을 유지할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 음각 영역은 점착부에 있어서 점착층이 구비되지 않거나, 점착부의 표면에서 기재 필름 방향으로 점착층이 일정 깊이만큼 함몰되어 있어 점착부의 두께보다 얕은 두께를 갖는 영역을 의미한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 점착부는 점착층 및 음각 영역을 포함한다.
상기 음각 영역은 패턴을 이루며 구비되고, 상기 패턴은 상기 점착부 전면에 구비될 수 있다. 즉, 상기 패턴은 상기 점착부의 특정 영역에만 구비되는 것이 아니고, 점착부의 전면에 걸쳐 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 패턴은 상기 점착부에서 상기 기재 필름이 구비된 일면과 대향하는 면에 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 전극용 테이프의 단면을 도시한 것이다.
구체적으로, 상기 음각 영역이 패턴을 이루며 형성된다는 것은 상기 기재 필름의 일면에 형성된 점착층과 음각 영역으로부터 점착층 자체가 패턴을 형성하고 있는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 음각 영역은 상기 점착부에 있어서 점착층이 구비되지 않은 영역일 수 있다.
도 1은 점착부(20)가 점착층(21)과 점착층이 구비되지 않은 영역(음각 영역)(22)을 포함하는 경우의 전극용 테이프의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 구체적으로, 도 1과 같이 기재 필름(10)의 일면에 점착층(21)이 구비된 영역과 점착층이 구비되지 않은 영역(음각 영역)(22)이 일정한 간격 또는 규칙을 이루며 위치함으로부터 점착층(21) 자체가 일정한 패턴을 형성하는 것을 의미할 수 있다.
또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 음각 영역은 상기 점착부의 표면에서 기재 필름 방향으로 점착층이 일정 깊이만큼 함몰되어 있어 상기 점착부의 두께보다 얕은 두께를 갖는 영역일 수 있다.
도 2는 점착부(20)가 점착층(21)과 점착부의 표면에서 기재 필름 방향으로 점착층이 일정 깊이만큼 함몰된 음각 영역(22)을 포함하는 경우의 전극용 테이프의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 구체적으로, 도 2와 같이 기재 필름(10)의 일면에 구비된 점착층(21) 상에 음각 영역(22)이 형성되고, 상기 음각 영역(22)이 일정한 패턴을 이루며 형성되어 있는 것을 의미할 수 있다.
또한, 상기 패턴은 상기 전극용 테이프에서 상기 점착부의 전면에 위치한다. 즉, 상기 점착층(21) 및 음각 영역(22)을 포함하는 점착부(20)는 기재(10)의 일면의 전면에 구비될 수 있고, 상기 점착부(20)의 전면에 패턴이 구비될 수 있으며, 상기 점착부의 특정한 위치에만 패턴이 구비되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 패턴은 음각되어 있는 형상을 갖는 음각 영역(22)을 포함하는 음각 패턴일 수 있다.
상기 음각 패턴은 폐쇄도형 패턴, 선형 패턴 또는 폐쇄도형 패턴 및 선형 패턴의 혼합 패턴일 수 있다. 상기 음각 패턴의 선은 직선, 지그재그, 물결무늬 등일 수 있다. 일 예에 있어서, 상기 음각 패턴은 격자 패턴 또는 S자 패턴 등일 수 있고, 이에 한정되지 않는다.
상기 음각 패턴의 폐쇄 도형은 원형일 수 있다. 상기 음각 패턴의 폐쇄 도형이 원형인 경우, 음각된 영역은 원통형 또는 반구형 등일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 기포가 빠져나가기에 용이한 다른 형태가 적용될 수도 있다.
상기 패턴은 전술한 패턴들의 형태를 이용하여 스트라이프 형태, 물결 형태 또는 점 형태로 이루어질 수 있고, 이에 한정되지 않으며 당업계에서 사용되는 패턴 형태를 적절히 채용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 음각 영역의 평균 너비(w2)는 0.1 mm 이상 5 mm 이하일 수 있고, 바람직하게 0.4 mm 이상 3 mm 이하일 수 있다. 일 예에 있어서, 0.5 mm 이상 3 mm 또는 0.5 mm 이상 2 mm 이하일 수 있다. 음각 영역의 평균 너비가 상기 범위 미만인 경우, 기포 제거가 빠져나가기에 적당한 너비가 확보되지 못하고, 패턴 성형이 어려운 문제점이 있다. 또한, 패턴을 형성하더라도 추후 점착층에 포함된 점탄성 물질이 패턴을 메워 기포 제거가 용이하지 않은 문제점이 있다. 반면, 음각 영역의 평균 너비가 상기 범위를 초과하는 경우, 부착력을 충분히 발휘하지 못하여, 오히려 전극 조립체에 부착 시 외경이 증가하는 문제점이 있다. 음각 영역의 평균 너비가 상기 범위를 만족하는 경우, 테이프 부착 시 기포 제거가 용이하면서도 테이프의 부착력을 충분히 확보할 수 있어, 전극 조립체에 부착 시 전극 조립체의 외경 증가를 막아 캔 삽입 시 불량을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 음각 영역의 평균 너비의 상한은 5 mm, 4 mm, 3.5 mm, 3mm, 2.5mm 또는 2 mm일 수 있고, 하한은 0.1 mm, 0.4 mm 또는 0.5 mm일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 점착부는 양각 영역을 포함한다. 구체적으로, 상기 점착층에서 음각 영역이 위치하지 않은 부분, 즉 점착부의 두께와 동일한 두께를 갖는 영역을 양각 영역이라 정의한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 양각 영역의 평균 너비(w1)는 0.1 mm 이상 5 mm 이하일 수 있고, 구체적으로 1 mm 이상 4 mm 이하일 수 있고, 더욱 구체적으로 1 mm 이상 3.5 mm 이하일 수 있다. 양각 영역의 평균 너비가 상기 범위를 만족하는 경우, 테이프 부착 시 기포 제거가 용이하면서도 테이프의 부착력을 충분히 확보할 수 있어, 전극 조립체에 부착 시 전극 조립체의 외경 증가를 막아 캔 삽입 시 불량을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 양각 영역의 평균 너비의 상한은 5 mm, 4 mm, 3.5 mm, 3mm 또는 2.5mm일 수 있고, 하한은 0.1 mm, 0.5 mm, 0.8 mm 또는 1 mm일 수 있다.
상기 양각 영역의 평균 너비(w1)에 대한 음각 영역의 평균 너비(w2)의 비(w2:w1)는 1:1 내지 1:4이거나, 1:1.15 내지 1: 1.35이거나, 1:2 내지 1.3일 수 있다. 음각 영역의 평균 너비와 양각 영역의 평균 너비의 비(w2:w1)가 상기 범위를 만족하는 경우, 테이프 부착 시 기포 제거가 용이하면서도 테이프의 부착력을 충분히 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 패턴 중 음각 영역(22)은 점착부가 구비된 기재 필름의 일면의 전체 면적을 기준으로 1% 이상 50% 이하일 수 있다. 구체적으로 10% 이상 30% 이하일 수 있고, 더욱 구체적으로 20% 이상 30% 이하일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 테이프 부착 시 기포 제거가 용이하면서도 테이프의 부착력을 충분히 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 음각 영역의 평균 깊이(d)는 상기 점착부(20)의 두께(t2)의 10% 이상, 20% 이상, 30% 이상 또는 40% 이상일 수 있고, 바람직하게 50% 이상일 수 있다. 일 예에 있어서, 상기 음각 영역의 평균 깊이는 상기 점착부의 두께(t2)의 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상 또는 100% 일 수 있다. 상기 음각 패턴의 깊이는 최대 점착부(20)의 두께(t2)와 같을 수 있고, 이 경우, 상기 음각 패턴에서 음각 영역(22)은 도 1에서 점착층이 구비되지 않은 영역을 의미할 수 있다.
상기 음각 패턴의 깊이가 상기 범위를 만족하는 경우, 금속 포일에 전극용 테이프를 부착 시 형성된 기포가 좀더 쉽게 빠져나갈 수 있는 효과가 있다. 음각 패턴의 깊이가 상기 범위 미만인 경우, 점착제의 유동성으로 인하여 패턴이 무너져 패턴의 유지력이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 점착층은 상기 기재 필름의 일면의 전체 면적을 기준으로 50% 이상, 60% 이상 또는 70% 이상 구비될 수 있고, 기재 필름의 일면에 전부 구비된 형태일 수 있다. 즉, 음각 영역의 깊이(d)가 상기 점착부의 두께(t2)의 100% 미만이 되도록 형성된 경우, 점착층은 기재 필름의 일면의 전체에 구비된 형태일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 패턴은 점착층의 일면 또는 기재 필름의 일면에 전체적으로 형성되어 있을 수 있다. 즉, 상기 점착층(21) 및 음각 영역(22)을 포함한 점착부(20)는 상기 기재 필름의 일면의 전면에 구비된 형태일 수 있다.
상기 점착층은 점착제 조성물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 점착층은 점착제 조성물의 경화물을 포함할 수 있으며, 상기 점착제 조성물에 포함되는 중합체를 가교된 형태로 포함할 수 있다.
상기 점착제 조성물은 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 실리콘계 수지 및 고무계 수지로 이루어진 군에서 선택된 1 이상을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 당업계에서 사용하는 점착성 수지를 적절히 채용할 수 있다.
일 예에 있어서, 상기 점착층은 아크릴계 수지를 포함하고, 예컨대 다관능성 가교제에 의해 가교된 아크릴계 중합체를 포함할 수 있다.
아크릴계 중합체로는 중량평균분자량(Mw: Weight Average Molecular Weight)이 40만 이상인 것을 사용할 수 있다. 상기 중량평균분자량은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)에 의해 측정되는 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치이다. 본 명세서에서 특별하게 달리 규정하지 않는 한, 용어 「분자량」은 중량평균분자량을 의미한다. 아크릴계 중합체의 분자량의 상한은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 250만 이하의 범위에서 제어될 수 있다.
상기 아크릴계 중합체는 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 및 가교성 관능기를 가지는 공중합성 단량체를 중합된 형태로 포함하는 것일 수 있다. 중합체에 포함되는 (메타)아크릴산 에스테르 단량체로는, 예를 들면, 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있고, 점착제의 응집력이나, 유리전이온도 또는 점착성 등을 고려하여, 탄소수가 1 내지 14인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 이러한 단량체로는, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트 및 테트라데실 (메타)아크릴레이트 등의 1종 또는 2종 이상이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
가교성 관능기를 가지는 공중합성 단량체는, 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 또는 중합체에 포함되는 다른 단량체와 공중합될 수 있고, 공중합된 후에 중합체의 주쇄에 다관능성 가교제와 반응할 수 있는 가교점을 제공할 수 있는 단량체이다. 상기에서 가교성 관능기는 히드록시기, 카복실기, 이소시아네이트기, 글리시딜기 또는 아미드기 등일 수 있으며, 경우에 따라서는 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기 등과 같은 광가교성 관능기일 수 있다. 광가교성 관능기의 경우, 상기 공중합성 단량체에 의해 제공된 가교성 관능기에 광가교성 관능기를 가지는 화합물을 반응시켜 도입할 수 있다. 점착제의 제조 분야에서는 목적하는 관능기에 따라서 사용할 수 있는 다양한 공중합성 단량체가 공지되어 있다. 이러한 단량체의 예로는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등과 같은 히드록시기를 가지는 단량체; (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산 및 말레산 무수물 등과 같은 카복실기를 가지는 단량체; 글리시딜 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락탐 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 단량체는 1종 또는 2종 이상이 중합체에 포함되어 있을 수 있다.
상기 아크릴계 중합체는 필요에 따라서 다른 기능성 공단량체를 중합된 형태로 추가로 포함할 수 있는데, 그 예로는, 하기 화학식 1로 표시되는 단량체를 들 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1　내지 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 알킬을 나타내고, R4는 시아노; 알킬로 치환 또는 비치환된 페닐; 아세틸옥시; 또는 COR5를 나타내며, 이 때 R5는 알킬 또는 알콕시알킬로 치환 또는 비치환된 아미노 또는 글리시딜옥시를 나타낸다.
상기 식의 R1　내지 R5의 정의에서 알킬 또는 알콕시는 탄소수 1 내지 8의 알킬 또는 알콕시를 의미하며, 바람직하게는 메틸, 에틸, 메톡시, 에톡시, 프로폭시 또는 부톡시이다.
상기 화학식 1의 단량체의 구체적인 예로는 (메타)아크릴로니트릴, N-메틸 (메타)아크릴아미드, N-부톡시 메틸 (메타)아크릴아미드, 스티렌, 메틸 스티렌, 또는 비닐 아세테이트 등의 카복실산의 비닐 에스테르 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 아크릴계 중합체는, 예를 들면 용액 중합(solution polymerization), 광중합(photo polymerization), 괴상 중합(bulk polymerization), 현탁 중합(suspension polymerization) 또는 유화 중합(emulsion polymerization) 등을 통하여 제조할 수 있다.
점착층에서 상기 아크릴계 중합체를 가교시키고 있는 다관능성 가교제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 이소시아네이트 가교제, 에폭시 가교제, 아지리딘 가교제, 금속 킬레이트 가교제 또는 광가교제 등의 공지의 가교제 중에서 중합체에 존재하는 가교성 관능기의 종류에 따라 적절한 가교제가 선택될 수 있다. 상기에서 이소시아네이트 가교제의 예로는 톨리렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소보론 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 또는 나프탈렌 디이소시아네이트 등과 같은 디이소시아네이트나, 상기 디이소시아네이트와 폴리올과의 반응물 등을 들 수 있고, 상기에서 폴리올로는 트리메틸롤 프로판 등이 사용될 수 있다. 에폭시 가교제로는 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜 에틸렌디아민 또는 글리세린 디글리시딜에테르 등을 사용할 수 있고, 아지리딘 가교제로는, N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사미드), N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복사미드), 트리에틸렌 멜라민, 비스이소프로탈로일-1-(2-메틸아지리딘) 또는 트리-1-아지리디닐포스핀옥시드 등을 들 수 있으며, 금속 킬레이트 가교제로는, 아세틸 아세톤 또는 아세토아세트산 에틸 등의 화합물에 다가 금속이 배위된 화합물을 들 수 있고, 상기에서 다가 금속으로는 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 안티몬, 마그네슘 또는 바나듐 등을 들 수 있으며, 광가교제로는 다관능성 아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 상기에서 중합체에 포함되어 있는 가교성 관능기의 종류를 고려하여, 1종 또는 2종 이상의 가교제가 사용될 수 있다.
상기와 같은 점착층은, 예를 들면, 상기 아크릴계 중합체와 다관능성 가교제를 배합한 코팅액을 코팅하고, 적정한 조건에서 상기 중합체와 다관능성 가교제의 가교 반응을 유도하여 형성할 수 있다.
상기 점착층에는, 목적하는 효과에 영향을 미치지 않는 범위에서, 커플링제, 점착성 부여제, 에폭시 수지, 자외선 안정제, 산화 방지제, 조색제, 보강제, 충진제, 소포제, 계면 활성제 및 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제가 추가로 포함되어 있을 수 있다.
상기 점착층의 두께는 예컨대, 2 ㎛ 내지 100 ㎛, 3 ㎛ 내지 50 ㎛, 4 ㎛ 내지 25 ㎛, 2 ㎛ 내지 15 ㎛, 4 ㎛ 내지 10 ㎛, 4 ㎛ 내지 9 ㎛, 4 ㎛ 내지 7 ㎛ 또는 5 ㎛ 내지 7 ㎛일 수 있다. 다만, 상기 점착층의 두께는 목적하는 용도에 따라서 적절하게 선택될 수 있는 것으로, 상기 범위로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 전극용 테이프는 상기 전극용 테이프의 사용 전까지 점착층을 보호하기 위하여 상기 점착층의 일면에 구비되어 있는 이형 필름을 추가로 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 이형 필름은 상기 점착층의 상기 기재 필름과 접하는 일면의 반대 면에 추가로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 이형 필름은 소수성 필름이 사용될 수 있으며, 이형 필름은 두께가 매우 얇은 점착층을 보호하기 위한 층으로서, 점착 필름의 일면에 부착하는 투명층을 말하는 것이며, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 필름을 사용할 수 있다. 예를들면, 트리아세틸셀룰로오즈(TAC)와 같은 아세테이트계, 폴리에스테르계, 폴리에테르술폰계, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 시클로 올레핀계, 폴리우레탄계 및 아크릴계 수지 필름 등을 사용 할 수 있으나, 시판되는 실리콘 처리 이형 필름이라면 이에 한정되지 않는다.
상기 이형 필름은 이차전지에 적용 시 모두 제거될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 금속 포일 상에 상기 점착부가 위치하도록 전극용 테이프를 부착시켰을 때, 상기 금속 포일과 상기 전극용 테이프 사이에 형성된 기포는 상기 전극용 테이프의 전체 면적을 기준으로 1% 미만의 면적을 차지할 수 있다. 구체적으로 상기 면적은 0% 이상 0.5% 이하일 수 있고, 작을수록 유리하다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 금속 포일 상에 상기 점착층이 위치하도록 전극용 테이프를 부착시켰을 때 상기 금속 포일과 상기 점착층 사이에 기포가 존재하지 않을 수 있다.
상기 금속 포일의 종류는 제한되지 않으며, 당업계에서 일반적으로 사용하는 종류를 적절히 채용할 수 있다. 예컨대, 상기 금속 포일은 구리 포일일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 구비된 분리막을 갖는 전극 조립체를 포함하고, 상기 전극용 테이프를 포함하는 이차전지를 제공한다.
일반적인 전극용 테이프를 이차전지에 적용하는 경우, 테이프를 금속 박막에 부착 시 기포가 발생하고, 이를 제거하기 위하여 롤러 공정을 도입하더라도 기공이 완전히 제거되지는 않으며, 작고 단단한 기공이 남게 되는 문제점이 있다. 또한, 롤러 공정의 도입으로 인하여 설비 개조에 따른 비용 발생 및 제조 시간 상승과 같은 문제점이 동반된다.
반면, 본 발명의 일 실시상태에 따른 전극용 테이프를 이차전지에 적용하는 경우, 점착층이 패턴 형태로 코팅됨으로써 내부에서 발생한 기포가 빠져나갈 수 있는 길을 형성하여 기포의 발생을 저하되고, 롤러 공정을 도입하지 않고도 기공이 대부분 제거되기 때문에 이차전지의 안정성 및 공정상 이점을 함께 도모할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 전극용 테이프는 전극의 무지부 상에 부착될 수 있다. 구체적으로, 상기 전극의 무지부 상에 부착되거나, 전극 활물질층이 구비된 전극 코팅부와 전극 무지부의 단차부 상에 부착되거나, 전극 무지부 상에 위치한 전극 탭 상에 부착되거나, 이와 대향하는 전극의 반대면에도 부착될 수 있다. 또한, 상기 영역에 걸쳐 다른 영역까지 부착될 수 있으며, 전술한 부분 외에도 테이프가 필요한 부분에 기포를 최소화하며 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 전극용 테이프는 상기 전극 조립체의 외주면의 최외측 단부가 위치하는 마감부를 포함하여 상기 외주면을 둘러싸도록 부착될 수 있다. 이때, 상기 전극 조립체의 외주면의 상단부 및 하단부는 상기 전극 조립체가 그대로 노출되도록 부착되어 있을 수 있다.
상기 전극 조립체는 양극; 음극; 및 상기 양극 및 상기 음극 사이에 구비된 분리막을 포함하는 전극 적층체를 포함할 수 있다.
상기 전극 적층체는 양극, 음극 및 분리막이 함께 권취되어 젤리롤(Jelly roll) 형 전극 조립체로 형성될 수 있거나, 스택형 또는 스택 앤 폴딩형 등으로 형성될 수 있다. 분리막은 양극과 음극을 분리하여 분리하여 전기적으로 절연시키는 역할을 한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 전극 적층체는 전극 집전체를 포함하는 전극을 포함할 수 있다.
상기 전극은 복수 개일 수 있고, 상기 복수 개의 전극 사이에 분리막이 구비되어 있을 수 있다.
상기 전극은 양극 또는 음극일 수 있다.
상기 전극은 전극 집전체를 포함하고, 상기 전극 집전체 상에 전극 활물질층이 구비된 전극 코팅부; 및 상기 전극 집전체 상에 전극 활물질층이 구비되지 않은 전극 무지부를 포함한다. 구체적으로, 상기 전극 코팅부는 상기 전극 집전체의 일면 또는 양면 상에 전극 활물질을 도포하여 형성될 수 있고, 전극 활물질이 도포되지 않은 전극 무지부에는 상기 전극 집전체가 노출되어 있을 수 있다.
상기 전극 집전체의 일면에 있어서, 상기 전극 무지부 및 전극 코팅부는 각각 1 또는 2 이상 구비될 수 있다. 즉, 상기 전극 무지부 및 전극 코팅부가 구비되는 영역은 특정되지 않고, 전지 구성에 따라 달라질 수 있다.
상기 전극 무지부 상에는 본 발명의 일 실시상태에 따른 전극용 테이프가 부착될 수 있다.
상기 양극은 양극 집전체 및 양극 집전체에 도포된 양극 활물질을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 양극 집전체는 예를 들어 알루미늄(Al) 재질의 포일(foil)로 이루어질 수 있다. 이때, 양극 활물질은 예를 들어 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬인산철, 또는 이들 중 1종 이상이 포함된 화합물 및 혼합물 등으로 이루어질 수 있다.
상기 음극은 음극 집전체와, 음극 집전체에 도포된 음극 활물질을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 음극 집전체는 예를 들어 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 재질로 이루어진 포일(foil)로 이루어질 수 있다. 이때, 음극 활물질은 일례로 인조흑연을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 음극 활물질은 다른 예로 리튬금속, 리튬합금, 카본, 석유코크, 활성화 카본, 그래파이트, 실리콘 화합물, 주석 화합물, 티타늄 화합물 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
분리막은 양극과 음극을 분리하여 전기적으로 절연시킨다. 여기서, 양극과 음극은 분리막과 함께 권취되어 젤리롤(Jelly roll) 형 전극 조립체로 형성될 수 있거나, 스택형 또는 스택 앤 폴딩형 등으로 형성될 수 있다.
분리막은 절연 재질로 이루어져 양극 및 음극과 교대로 적층될 수 있다. 여기서, 분리막은 양극 및 음극 사이와, 양극 및 음극의 외측면에 위치될 수 있다.
분리막으로는 통상 이차 전지에서 분리막으로 사용되는 것이라면 특별한 제한 없이 사용가능하며, 특히 전해액의 이온 이동에 대하여 저저항이면서 전해액 함습 능력이 우수한 것이 바람직하다.
또한, 분리막은 연성이 있는 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 분리막은 예를 들어 미다공성을 가지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등 폴리올레핀계 수지막으로 형성될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름 또는 이들의 2층 이상의 적층 구조체가 사용될 수 있다. 또 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포가 사용될 수도 있다. 또, 내열성 또는 기계적 강도 확보를 위해 세라믹 성분 또는 고분자 물질이 포함된 코팅된 분리막이 사용될 수도 있으며, 선택적으로 단층 또는 다층 구조로 사용될 수 있다.
상기 전극용 테이프는 상기 점착층을 매개로 상기 전극 조립체의 외주면에 부착될 수 있다. 상기 전극 조립체는 젤리롤 형상으로 권취되어 있을 수 있다.
상기 전극 조립체의 외주면에는 분리막 또는 전극 무지부가 위치할 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하기 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 출원의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 출원의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<실시예>
실시예 1
질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1000 cc 반응기에 n-부틸 아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, n-BA) 98 중량부 및 하이드록시부틸 아크릴레이트(HydroxyButyl Acrylate, HBA) 2 중량부로 구성되는 단량체 혼합물과 연쇄 이동제인 n-도데칸티올(n-dodecanethiol) 0.02 중량부를 투입하고, 용매로 에틸아세테이트(Ethyl Acetate, EAc) 150 중량부를 투입하였다. 그 다음, 산소를 제거하기 위하여 60℃에서, 질소가스를 60 분간 퍼징한 후, 60℃로 유지하였다. 혼합물을 균일하게 한 후, 반응개시제로 아조비스이소부티로니트릴(Azobisisobutyronitrile, AIBN) 0.04 중량부를 투입하였다. 혼합물을 8 시간 동안 반응시켜 중량평균분자량이 800,000인 중합체를 제조하였다. 상기에서 중량부는 wt%를 의미한다.
상기와 같이 제조한 중합체 100 중량부에 대하여 다관능성 이소시아네이트계 가교제로 트리메틸올프로판의 톨리렌디이소시아네이트 부가물 0.3 중량부를 에틸아세테이트 용액에 투입한 후, 코팅성을 고려하여 적정의 농도로 희석하여 균일하게 혼합하였다.
상기와 같이 제조된 점착제 조성물을 PET(poly(ethylene terephthalate)) 필름(두께: 20 ㎛)의 일면에 엠보 이형지를 이용하여 격자 패턴으로 코팅한 뒤 건조하여, 두께가 5 ㎛의 점착부를 갖는 전극용 테이프를 제조하였다. 이때 격자 패턴에 있어서 양각 영역의 평균 너비는 1 mm이고, 음각 영역의 평균 너비는 0.5 mm이고, 음각 영역의 평균 깊이는 3 ㎛이었다.
상기 전극용 테이프를 크기 20mm x 100mm로 자른 후 구리 포일 위에 부착시켰다.
실시예 2
실시예 1에서 제조된 점착제 조성물을 PET 필름(두께: 20 ㎛)의 일면에 S자 패턴으로 코팅한 뒤 건조하여, 두께가 5 ㎛의 점착부를 갖는 전극용 테이프를 제조하였다. 이때 S자 패턴에 있어서 양각 영역의 평균 너비는 3 mm이고, 음각 영역의 평균 너비는 1 mm이고, 음각 영역의 평균 깊이는 5 ㎛이었다.
상기 전극용 테이프를 크기 20mm x 100mm로 자른 후 구리 포일 위에 부착시켰다.
비교예 1
실시예 1에서 제조된 점착제 조성물을 PET 필름(두께: 20 ㎛)의 일면에 패턴 없이 코팅한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전극용 테이프를 구리 포일 위에 부착시켰다.
<실험예>
실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에 있어서, 부착된 테이프와 구리 포일 사이에 기공이 형성되었는지 확인하였고, 이후, 2kg 롤러로 2회 반복 압착한 뒤 기공이 제거되었는지 확인하였다. 이하, 도 3과 같은 결과를 얻었고, 이를 하기와 같은 기준으로 평가하여 표 1에 기재하였다.
[평가 기준]
평균 직경 2mm 이상의 기공 면적이 하기와 같은 수치를 만족하는지 확인하였다.
기공 면적 10% 이상: X
기공 면적 1% 이상 10% 미만: △
기공 면적 1% 미만: O
실시예 1 실시예 2 비교예 1
점착층 패턴 형성 여부 O (격자 패턴) O (S자 패턴) X
롤러 압착 전 O O X
롤러 압착 후 O O △
상기 표 1에 있어서, 실시예 1 및 2는 패턴을 형성한 점착층을 사용하는 것으로, 구리 포일에 테이프 부착 시 기공이 형성되지 않았고, 압착 전후의 차이 또한 없는 것을 확인할 수 있었다.
반면, 비교예 1의 경우, 구리 포일에 테이프 부착 시 점착층과 포일 사이에 기공이 형성된 면적이 매우 넓었고, 롤러로 2회 압착한 후 기공의 면적이 줄어들었으나, 기공이 전부 제거되지 않아 오히려 단단한 기공이 형성됨을 확인할 수 있었다. 비교예 1과 같이 단단한 기공이 형성되는 경우, 전극 조립체의 외경이 증가하여 캔 삽입 불량이 나타나는 문제점이 발생할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 기재 필름
20: 점착부
21: 점착층
22: 음각 영역

Claims (12)

  1. 기재 필름; 및
    상기 기재 필름의 일면에 구비된 점착부를 포함하는 전극용 테이프로서,
    상기 점착부는 점착층 및 음각 영역을 포함하고,
    상기 음각 영역이 패턴을 이루며 구비되고,
    상기 패턴은 상기 점착부 전면에 구비된 것인 전극용 테이프.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 음각 영역은 상기 점착부에 있어서 점착층이 구비되지 않은 영역인 것인 전극용 테이프.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 음각 영역은 상기 점착부의 표면에서 기재 필름 방향으로 점착층이 일정 깊이만큼 함몰되어 있어 상기 점착부의 두께보다 얕은 두께를 갖는 영역인 것인 전극용 테이프.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 패턴은 폐쇄도형 패턴, 선형 패턴 또는 폐쇄도형 패턴 및 선형 패턴의 혼합 패턴인 것인 전극용 테이프.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 음각 영역의 평균 너비는 0.4 mm 이상 3 mm 이하인 것인 전극용 테이프.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 점착층은 양각 영역을 포함하고,
    상기 양각 영역의 평균 너비는 1 mm 이상 4 mm 이하인 것인 전극용 테이프.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 양각 영역의 평균 너비에 대한 음각 영역의 평균 너비의 비는 1:1 내지 1:4인 것인 전극용 테이프.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 음각 영역의 평균 깊이는 상기 점착부의 두께의 50% 이상인 것인 전극용 테이프.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 기재 필름은 아크릴 필름, 폴리올레핀 필름, 폴리아미드 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리우레탄 필름, 셀룰로오스 아세테이트 필름 및 폴리에스테르 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 필름을 포함하는 것인 전극용 테이프.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 점착층은 점착제 조성물을 포함하고,
    상기 점착제 조성물은 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 실리콘계 수지 및 고무계 수지로 이루어진 군에서 선택된 1 이상을 포함하는 것인 전극용 테이프.
  11. 청구항 1에 있어서,
    금속 포일 상에 상기 점착부가 위치하도록 전극용 테이프를 부착시켰을 때, 상기 금속 포일과 상기 전극용 테이프 사이에 형성된 기포는 상기 전극용 테이프의 전체 면적을 기준으로 1% 미만의 면적을 차지하는 것인 전극용 테이프.
  12. 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 구비된 분리막을 갖는 전극 조립체를 포함하고, 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 따른 전극용 테이프를 포함하는 이차전지.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160090163A (ko) 2015-01-21 2016-07-29 주식회사 엘지화학 실 테이프 및 이를 이용한 이차전지

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101172231B1 (ko) * 2009-11-30 2012-08-07 삼성에스디아이 주식회사 보호 테이프 및 이를 구비한 이차전지
CN103597635B (zh) * 2011-04-05 2016-10-19 Lg化学株式会社 填充间隙用溶胀胶带
KR102422216B1 (ko) * 2017-05-23 2022-07-18 가부시키가이샤 데라오카 세이사쿠쇼 점착 테이프
KR102354261B1 (ko) * 2018-06-12 2022-01-20 주식회사 엘지화학 패턴화 전극접착층이 구비된 전기화학소자용 분리막 및 상기 분리막의 제조방법
KR20200050798A (ko) * 2018-11-02 2020-05-12 주식회사 엘지화학 개선된 젤리-롤형 전극조립체 및 이를 포함하는 원통형 이차전지
TW202124450A (zh) 2019-10-18 2021-07-01 美商四十七股份有限公司 用於治療骨髓發育不良症候群及急性骨髓白血病之組合療法
CA3177306A1 (en) 2020-05-06 2021-11-11 Jonathan H. Wood Improved chlorine tolerance of continuous electrodeionization modules

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160090163A (ko) 2015-01-21 2016-07-29 주식회사 엘지화학 실 테이프 및 이를 이용한 이차전지

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